package com.my.study.structures.search;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
 * @author Carlos
 * @version 1.0
 * @Description 二分查找
 * <p>
 * 前提：是有序的
 * <p>
 * 递归思想：
 * 1、首先确定该数组的中间下标
 * mid = (left + right) >> 1     left + ((right - left) >> 1)
 * <p>
 * 2、然后，让需要查找的值 value 与 arr[mid]进行比较
 * 2.1、value > arr[mid]，查找的数在右边，进行右递归；
 * 2.2、value < arr[mid]，查找的数在左边，进行左递归
 * 2.3、value = arr[mid]，恭喜查找到
 * <p>
 * 3、结束递归的标志
 * 1）找到的对应的值，结束递归
 * 2）递归完数组未能找到对应的值，结束递归   left > right
 * <p>
 * 参考博客：
 * 1.https://blog.csdn.net/yefengzhichen/article/details/52372407#commentBox (非递归的)
 * @date 2021/7/27 22:35
 **/
public class BinarySearch {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1234};

        System.out.println(searchRe(arr, 0, arr.length - 1, 8));

        System.out.println(searchIter(arr, arr.length - 1, 8));
    }

    /**
     * 递归查找
     *
     * @param arr   数组
     * @param left  左边索引
     * @param right 右边索引
     * @param value 要查找的值
     * @return 有则返回对应下标，否则返回-1
     */
    private static int searchRe(int[] arr, int left, int right, int value) {

        if (left > right) {
            return -1;
        }

        int mid = (left + right) >> 1;
        int midVal = arr[mid];

        // 右递归
        if (value > midVal) {
            return searchRe(arr, mid + 1, right, value);
        } else if (value < midVal) {
            return searchRe(arr, left, mid - 1, value);
        } else {
            return mid;
        }
    }

    /**
     * 迭代查找
     *
     * @param a   数组
     * @param n   最后一个元素下标
     * @param key 待查找的值
     * @return
     */
    private static int searchIter(int[] a, int n, int key) {
        //n + 1 个数
        int low = 0;
        int high = n;
        int mid = 0;
        while (low <= high) {
            mid = low + ((high - low) >> 1);
            if (key == a[mid]) {
                return mid;
            } else if (key < a[mid]) {
                high = mid - 1;
            } else {
                low = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }


    /**
     * 思考题：{1, 8, 10, 89, 1000, 1000, 1000, 1234}有序数组，查找所有满足条件的下标
     *
     * 思路分析：
     *    1、找到mid值时，不马上返回
     *    2、向mid索引值的左边递归扫描，找到满足的添加到集合中
     *    3、向mid索引值的右边递归扫描，找到满足的添加到集合中
     *    4、返回集合
     */
    private static List<Integer> searchRe2(int[] arr, int left, int right, int value) {
        if (left > right) {
            return Collections.singletonList(-1);
        }

        int mid = (left + right) >> 1;
        int midVal = arr[mid];

        // 右递归
        if (value > midVal) {
            return searchRe2(arr, mid + 1, right, value);
        } else if (value < midVal) {
            return searchRe2(arr, left, mid - 1, value);
        } else {
            List<Integer> result = new ArrayList<>();

            // 向mid索引值的左边扫描，将满足条件的元素下标添加到集合中
            int temp = mid - 1;
            while (temp >= 0 && arr[temp] == value) {
                result.add(temp);
                temp--;
            }
            result.add(mid);

            // 向mid索引值的右边扫描，将满足条件的元素下标添加到集合中
            temp = mid + 1;
            while (temp <= arr.length - 1 && arr[temp] == value) {
                result.add(temp);
                temp++;
            }
            result.add(mid);

            return result;
        }


    }
}
